Пиксельная скорость заполнения что характеризует данный показатель видеокарты
Производительность ПК во многом зависит от видеокарты. Просмотр видео в высоком качестве, поддержка современных тяжеловесных геймов возможны при условии правильно выбранной видеокарты. В процессорах сейчас есть встроенные видеокарты, но их мощности не хватает для осуществления множества действий: поддержка изображения в формате 4К, использование технологии виртуальной реальности, 3D программ. Прежде чем купить графический адаптер, необходимо научиться разбираться в основных его параметрах.
Производители видеокарт
Есть два главных бренда, графические адаптеры которых пользуются наибольшей популярностью. Это AMD и NVIDIA. Эти компании делают лишь видеочипы для адаптеров, ведь на разработку дизайна уходит слишком много времени. Поэтому сначала для пользователей доступны референсные версии графических адаптеров. Далее другие компании вносят свою лепту в создание готовой видеокарты: меняют дизайн, разгоняют устройство, модернизируют систему охлаждения. Получившийся продукт называют кастомным графическим адаптером.
Вопрос о том, какой производитель лучше, до сих пор не решен в чью-то пользу. Продукция обеих компаний имеет свои преимущества и недостатки. У AMD видеокарты менее дорогие, при этом можно подобрать модель с хорошим уровнем производительности. Хотя очень часто наблюдаются проблемы с перегревом устройств. Компания NVIDIA производит высокотехнологичные устройства с мощными параметрами, но цены на них немного выше.
Определиться с выбором кастомных моделей ещё труднее. Компании стараются модернизировать дизайн, улучшить систему охлаждения, используют подсветку и другие фишки, чтобы выделиться среди конкурентов. Поэтому сложно определить одного производителя. Однако можно обратить внимание на ASUS, Gigabyte и MSI. Именно их продукция отличается высоким качеством.
Совместимость с блоком питания
Некоторые модели отличаются низким уровнем потребления электроэнергии, но многие современные мощные видеокарты потребляют много энергии. Поэтому устройство должно подойти по этим характеристикам к блоку питания. Производителем обязательно указываются требования к блоку питания, которые можно найти в характеристиках. Поэтому нужно заранее изучить параметры своего компьютера.
Ряд графических адаптеров имеют разъемы 6 pin и 8 pin. Для них можно купить специальные переходники, если блок питания не имеет такого коннектора.
Многие видеокарты отличаются большими размерами, особенно геймерские и оверклокерские устройства. Поэтому в процессоре должно хватать места для размещения адаптера. Стоит учитывать и размеры охлаждающей системы, если такая есть у видеокарты. Размеры ее также можно посмотреть в характеристиках, где указано длина, высота, ширина. Иногда эти параметры указываются отдельно для печатной платы и для платы уже вместе с кулером.
Основные характеристики видеопамяти
Объем видеопамяти является для многих первым критерием, по которому выбирается графический адаптер. И это неспроста, ведь именно благодаря данному параметру можно понять насколько хорошо покажет себя устройство в видеоиграх. Но на мощность видеоадаптера влияют и другие параметры, например, пиковая частота, разрядность шины памяти.
И всё же объем также влияет на удобство эксплуатации. Для реализации всех целей вполне хватает 4-8 Гб видеопамяти. Можно будет наслаждаться современными играми на высоких настройках.
Внимание стоит обратить и на тип памяти. DDR3 сейчас используется для стандартных офисных видеокарт. На игровых устройствах и топовых высокопроизводительных графических адаптерах обычно применяется тип памяти DDR5. Первый и второй вариант отличаются пропускной способностью информации, поступающей от видеоядра. Во втором случае показатель значительно выше, что положительно отражается на производительности видеокарты. Улучшенной версией DDR5 является память DDR5X, которой уже оснащены некоторые новинки. Есть тип памяти HBM, который из-за ограниченного объема не получил большого распространения.
Тактовые частоты
Каждый производитель старается максимально увеличить показатели тактовой частоты видеокарты, поскольку чем она больше, тем лучше устройство покажет себя в играх. Данный параметр больше влияет на производительность, чем перечисленные выше. В характеристиках важно обратить внимание на базовую и динамическую тактовые частоты. Среднее значение для GPU находится в пределах 900-1100 МГц. При таких показателях удается получить хорошую производительность видеокарты.
Система охлаждения и отвод тепла
Некоторые модели оснащены системой охлаждения, а некоторые требуют дополнительного оборудования для снижения температуры устройства. При перегреве GPU может быстро выйти из строя, да и на производительности это скажется не лучшим образом. Обычно устанавливаемых производителем элементов для охлаждения оказывается достаточно, что особенно касается фирм ASUS, Gigabyte и MSI. Эти компании отличаются созданием прекрасных систем охлаждения. Многие пользователи предпочитают устанавливать систему водного охлаждения, но это крайне редко бывает необходимо. Установкой таких устройств чаще всего занимаются оверклокеры.
GPU ASUS, Gigabyte и MSI оборудованы одним, двумя или тремя вентиляторами с диаметром от 90 до 120 мм. В большинстве моделей в режиме бездействия вентиляторы отключаются. Но не только хорошие кулеры должны быть на видеокарте. Конструкция ее должна быть разработана таким образом, чтобы обеспечить правильную циркуляцию воздуха. Тогда перегрев удастся избежать. Кстати, в характеристиках производители обычно указывают максимальную температуру видеокарты.
Техпроцесс и графический чип
На производительность влияет количество транзисторов, которые находятся на кристалле. Чем они меньше по размеру, тем больше их удается на нем разместить. А с увеличением числа транзисторов возрастает показатель тактовой частоты и снижается уровень энергопотребления. Техпроцесс отображает размер транзистора, то есть чем показатель меньше, тем больше их в видеокарте. Ну и число транзисторов также зависит от размеров кристалла. Раньше нормальным считался показатель технического процесса 28 нм и 20 нм. Но сейчас многие GPU имеют техпроцесс 16 нм и 14 нм.
Но этот параметр отражается не только на производительности. Техпроцесс 20 нм сильно ограничивал возможности игр с технологией виртуальной реальности, а современный техпроцесс оптимизирован под новые игры
SLI/Crossfire
В характеристиках видеокарты будет указано поддерживает ли она технологию SLI или Crossfire. Это по своей сути одинаковые технологии, которые были разработаны разными производителями. Первая - компанией Nvidia для серии GeForce, а вторая - компанией АМD для своих графических адаптеров Radeon. Цель разработки таких технологий в возможности установки от двух до четырех одинаковых моделей GPU на ПК. При их совмещении удается добиться максимальной мощности. Это идеальный вариант для игроманов, которые хотят прочувствовать всю красоту 3D игр. Но не каждая модель вышеназванных серий имеет такую возможность. Если это важный фактор, то следует обратить внимание на поддержку данной технологии.
Но кроме того, что эта технология должна быть доступна для графического адаптера, ее также должна суметь реализовать материнская плата. И кроме того у неё должно быть требуемое количество слотов PCI-Express. Вся информация об этом содержится в параметрах к материнской плате. Также важно знать, что не каждая игра поддерживает больше одного графического процессора, поэтому установка двух, трёх и более не всегда целесообразна.
Почему важен API и что это такое
API – это интерфейс прикладного программирования. Разработчики игр пишут их на определенном интерфейсе Application Programming Interface. Если графический процессор не поддерживает интерфейс, на котором разработана игра, то последняя на компьютере не запустится. Современные GPU поддерживают все основные интерфейсы АПИ. Самыми распространенными интерфейсами являются OpenGL и DirectX. В последнее время многие выпускаемые новинки поддерживают Vulcan, который часто в последнее время используется для создания игр. Vulcan отличается уменьшенной нагрузкой на ЦП. Игры с таким интерфейсом на современных GPU имеют гораздо большую производительность.
Вывод
Выбирая видеокарту нужно определиться со стоимостью, которая является оптимальной. Далее можно рассмотреть несколько моделей видеокарт разных производителей, серий, находящихся в одинаковом ценовом диапазоне. При их сравнении нужно обратить внимание на вышеперечисленные параметры. Важно не выбирать графический адаптер основываясь лишь на количестве памяти, поскольку нужно учитывать ещё и битность шины (не менее 128 бит). Нужно смотреть не на отдельные показатели, а на то, что они представляют из себя в совокупности.
В заключении можно сказать, что устройства от Nvidia отличаются лучшей производительностью и надежностью. Также это оперативно выпускаемые драйвера. AMD - это немного сниженные показатели производительности, но гораздо более приятные цены.
Вопрос: Что такое видеокарта (видеоадаптер и т.д.)?
Ответ: Видеокарта является основным элементом видеоподсистемы любого более или менее производительного компьютера (за исключением самых дешевых офисных систем с интегрированным в чипсет видео).
К основным компонентам видеокарты относятся: графический процессор (с легкой руки NVIDIA, именуемый GPU - Graphic Processing Unit), от возможностей которого во многом зависит производительность всей видеоподсистемы, и видеопамять (служащая для хранения различных элементов выводимого изображения, включая графические примитивы, текстуры и прочее).
Вопрос: Что понимается под производительностью видеоподсистемы?
Ответ: Производительность видеоподсистемы определяет скорость обработки графической информации, выводимой на дисплей компьютера. По-настоящему объективных критериев оценки производительности видеокарт сегодня, к сожалению, не существует: и тесты, и многие игры, используемые для тестирования видеокарт, оптимизированы под видеочипы того или иного производителя и, тем самым, грешат некоторой тенденциозностью. Вопрос: Видеокарты от какого производителя самые лучшие?
Ответ: В последние годы на рынке дискретных видеоадаптеров наблюдается двоевластие: конкурирующие друг с другом американская NVIDIA с модельным рядом видеокарт GeForce и ATI - канадское подразделение компании AMD (модельный ряд Radeon) не оставили остальным производителям места "под компьютерным солнцем". Кто лучший из первых двух? Сразу не Ответить. Ведь выходят все новые и новые поколения видеокарт NVIDIA и ATI, и ситуация на рынке меняется с калейдоскопической быстротой. Сегодня, например, в нише высокопроизводительных решений высшего уровня (пользующиеся популярностью в основном у различных компьютерных изданий), безусловно, лидирует NVIDIA с линейкой GeForce 8800, однако недавно пальма первенства принадлежала ATI Radeon 1950 и т.д. Что касается массовых продуктов, то видеокарты одного поколения от разных производителей примерно равны по возможностям, так что выбор решения от того или иного производителя определяется лишь предпочтениями пользователя. Вопрос: Какой минимальный объем видеопамяти достаточен для работы с офисными приложениями?
Ответ: Как правило, в настоящее время видеокарты имеют память 128 Мб и более, чего вполне достаточно для комфортной работы с любыми офисными приложениями, а также для просмотра видео. Больший объем видеопамяти требуется лишь в 3D-играх, а также при работе с профессиональными графическими пакетами. Вопрос: Какая видеокарта необходима для нормальной работы с Windows Vista?
Ответ: Для работы с Windows Vista достаточно иметь графическую карту или интегрированный чипсет с аппаратной поддержкой DirectX 9.0. В минимальной конфигурации объем видеопамяти должен составлять 64 Мб (минимум), а более продвинутый уровень, позволяющий насладиться всеми прелестями трехмерного интерфейса (Aero Glass) подразумевает использование видеокарты с поддержкой Pixel Shader 2.0, а также от 128 Мб памяти и выше.
Вопрос: Физические ускорители - что это?
Ответ: Физические ускорители (PPU - Physics Processing Unit) являются узкоспециализированными устройствами, дополняющими традиционную связку CPU-GPU и освобождающие их от обязанности обсчитывать физические эффекты в современных трехмерных компьютерных играх. "Первой ласточкой" процессоров нового типа стал PPU PhysX, разработанный компанией Ageia в 2005 году.
К настоящему времени физические ускорители не получили сколько-нибудь серьезного распространения. В первую очередь, потому, что появились не вовремя - в пору экспансии двухъядерных процессоров, одно из ядер которых в игровых приложениях может достаточно эффективно обсчитывать всю физику. Таким образом, использование PPU сегодня не имеет особого смысла.
- его тактовая частота - определяет максимальный объем работы, который процессор может выполнить в единицу времени. Чем больше тактовая частота GPU, тем выше производительность видеокарты;
- количество блоков шейдеров (пиксельных или вершинных процессоров, выполняющих специальные программы) определяет возможности современных видеокарт по обработке графических примитивов и, тем самым, производительность видеокарты. Пиксельные шейдеры более актуальны, чем вершинные, поэтому зачастую количество первых в GPU превышает количество последних. Впрочем, разделение на пиксельные и вершинные шейдеры в последнее время, в связи с выходом DirectX 10, теряет актуальность. Все они заменяются едиными унифицированными шейдерными блоками, способными, в зависимости от конкретной ситуации, исполнять роль как пиксельных, так и вершинных шейдеров (а также и геометрических, которые появились в DirectX 10);
- количество блоков текстурирования (TMU), определяющих текстурную производительность (скорость выборки и наложения текстур), особенно при использовании трилинейной и анизотропной фильтрации. Наибольшее значение блоки TMU имеют в относительно старых играх дошейдерной эпохи, хотя и сейчас они не потеряли актуальности;
- количество блоков растеризации (ROP), осуществляющих операции записи рассчитанных видеокартой пикселей в буферы и операции их смешивания (блендинга). Как и в случае с блоками TMU, актуальность блоков ROP в период господства шейдерной архитектуры несколько снизилась.
- для бюджетных видеокарт - 64 или 128 бит;
- для карт среднего уровня - 128 или 256 бит;
- для самых дорогих High-End видеокарт - от 256 до 512 бит.
В последнее время в дешевых бюджетных видеокартах обрел популярность третий тип организации видеопамяти - гибридный, использующий возможности быстрого двунаправленного обмена по шине PCI Express. В таких видеокартах есть небольшой объем собственной видеопамяти, используемый для традиционных 2D-операций, а также для организации буфера RAMDAC. Когда этого объема недостаточно (в основном при запуске 3D-приложений), видеосистема добавляет к нему некоторый объем оперативной памяти. Когда отпадает потребность в дополнительной памяти, она высвобождается для общесистемных нужд. В видеокартах ATI такая память обозначается как HyperMemory, а в видеокартах NVIDIA - TurboCache. Скорость работы таких видеокарт, конечно, гораздо ниже, чем у классических систем с выделенной видеопамятью, однако гораздо выше, чем у тормозных решений с выделяемой памятью. Вопрос: Что представляют собой системы аппаратного ускорения видео?
Ответ: Системы аппаратного ускорения видео AMD Avivo и NVIDIA PureVideo HD осуществляют аппаратную декомпрессию HD-видеофайлов (30 кадров в секунду с разрешением 1920 x 1080), закодированных в H.264/AVC. Это позволяет существенно снизить требования к производительности центрального процессора и, тем самым, обеспечить плавное воспроизведение HD. Кроме того, обе технологии позволяют несколько улучшить качество картинки HD (впрочем, как и DVD) за счет подавления шума, сглаживания границ объектов и наложения различных фильтров.
Вопрос: Что такое HDCP?
Ответ: HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection - протокол защиты широкополосных цифровых данных) является одним из вариантов системы управления правами доступа к цифровым данным (DRM). HDCP разработан совместными усилиями компаний Intel и Silicon Image для управления доступом к аудио- и видеоданным высокой четкости (в основном, фильмов, распространяемых на носителях HD DVD и Blu-Ray DVD), и передаваемым по интерфейсам DVI и HDMI и призван не допустить их передачу в незашифрованном виде. Поддержка HDCP сегодня является обязательным условием соОтветствия любого устройства (в том числе видеокарт и мониторов) марке "HD Ready".
Интерфейсы видеокарт
Вопрос: Какие типы интерфейсов существуют для видеокарт?
Ответ: Стандартным интерфейсом для подключения видеокарт в настоящее время является шина PCI-Express 1.1 (PCIe или PCI-E). Последовательная передача данных в режиме "точка-точка", примененная в PCI-E, обеспечивает возможность ее масштабирования (в спецификациях описываются реализации PCI-Express 1x, 2x, 4x, 8x, 16x и 32x). Как правило, в качестве видеоинтерфейса используется вариант PCI-E 16x, обеспечивающий пропускную способность 4 Гб/с в каждом направлении, хотя изредка встречаются реализации PCI-E 8x (в основном в усеченных SLI- или CrossFire-решениях) и даже PCI-E 4x (в частности, так называемый PCI-Express Lite, реализованный на некоторых материнских платах ECS). При этом следует отметить, что во всех случаях, для установки видеокарт используется единый слот PCI-E 16x, а в усеченных версиях к нему подводится меньшее количество линий PCI-E.
В ближайшей перспективе ожидается массовое внедрение новой спецификации PCI-Express 2.0 с увеличенной вдвое пропускной способностью (что в случае PCI-E 16x дает 8 Гб/с в каждом направлении). При этом PCIe 2.0 совместим с PCIe 1.1, то есть старые видеокарты будут нормально работать в новых системных платах, появление которых ожидается уже в 2007 году. Кроме того, спецификация PCI-Express 2.0 расширяет возможности энергоснабжения до 300 Вт на видеокарту, для чего на видеокартах вводится новый 2 x 4-штырьковый разъем питания. Устаревший, но еще широко используемый видеоинтерфейс AGP (Accelerated Graphics Port - видео порт с повышенной скоростью передачи данных), основан на параллельной 32-битной шине PCI. В отличие от прототипа, она предоставляет прямую связь между центральным процессором и видеочипом, а также более высокую тактовую частоту (66 МГц вместо 32 МГц), упрощенные протоколы передачи данных и другие.
- AGP 1х - 266 Мб/с;
- AGP 2х - 533 Мб/с;
- AGP 4х -1,07 Гб/с;
- AGP 8х - 2,1 Гб/с.
Для нормальной работы видеокарт в SLI-режиме, необходима материнская плата (пока только на чипсетах NVIDIA) с двумя графическими слотами, допускающими установку видеокарт с интерфейсом PCI-Express (NVIDIA GeForce 6x00 и более новых, причем обе видеокарты должны быть построены на одинаковых GPU). Для обмена информацией между ними, чаще всего используется специальный SLI- коннектор, хотя в отдельных случаях возможна связь через интерфейс PCI-E.
Во многих случаях использование SLI дает увеличение производительности 3D-приложений, хотя радикальное увеличение наблюдается в основном в играх, специально оптимизированных под эту технологию. Вопрос: Что такое CrossFire?
Ответ: CrossFire является ответом компании ATI на инновацию NVIDIA SLI и также позволяет использовать две видеокарты для увеличения производительности видеосистемы.
Вопрос: Какие внешние разъемы бывают на видеокартах?
Ответ: Для подключения внешних видеоустройств на видеокартах, могут использоваться аналоговые интерфейсы VGA, RCA, S-Video и цифровые - DVI и HDMI:
- до последнего времени основным интерфейсом для вывода изображения на ЭЛТ и ЖК-мониторы являлся аналоговый VGA-выход (15-контактный разъем D-Sub);
- аналоговый разъем S-Video (или S-VHS) применяется в основном для вывода компьютерного изображения на бытовые телевизоры и другую домашнюю видеотехнику. Существенным недостатком этого интерфейса является то, что в современных видеокартах могут использоваться несколько вариантов разъема S-Video, с разным количеством контактов и не всегда совместимых друг с другом;
- современные ЖК-мониторы, проекторы, телевизоры и плазменные панели могут подключаться к видеокартам по цифровому видеоинтерфейсу DVI (Digital Visual Interface). За счет того, что видеосигнал передается напрямую с видеокарты без двойного цифро/аналогового преобразования, DVI обеспечивает неискаженную передачу изображения, особенно заметную в высоких разрешениях. Интерфейс DVI может быть как исключительно цифровой DVI-D, так и комбинированный DVI-I, в котором наряду с цифровыми линиями имеются и аналоговые (VGA). Монитор с аналоговым VGA-разъемом подключается к DVI-I через специальный переходник;
- разновидностью DVI является интерфейс Dual-Link DVI, обеспечивающий поддержку высокого разрешения (выше 1920 х 1200) по цифровому выходу DVI. Физически Dual-Link DVI является объединением двух отдельных каналов DVI в одном кабеле, что удваивает его пропускную способность;
- мультимедийный интерфейс HDMI (High Definition Multimedia Interface) присутствует в некоторых новых видеокартах, телевизорах и других домашних мультимедийных устройствах. Главная особенность HDMI - возможность передавать по одному кабелю на расстояние до 10 м наряду с цифровым видеосигналом еще и аудио без потери качества. Благодаря этому количество соединительных проводов (настоящий бич современных мультимедийных систем) существенно уменьшается.
Драйверы видеокарт
Вопрос: Какой драйвер для видеокарты лучше использовать?
Ответ: Все видеокарты, включая даже самые скудные OEM-комплектации, имеют компакт-диск с драйверами. Однако пользоваться этими драйверами не рекомендуется - практически все они устаревших (порой, сильно устаревших) версий. Такая картина и с драйверами, которые можно найти на сайте производителя видеокарты - за редким исключением там имеются устаревшие версии референсных драйверов от производителя видеочипа (это не касается видеокарт в ноутбуках, которые обычно поддерживают только собственные драйвера от производителя ноутбука). Таким образом, остается один путь получения последних версий драйвера для вашей видеокарты - скачать референсный драйвер непосредственно от производителя GPU - AMD Catalyst или NVIDIA Detonator/ForceWare. В большинстве случаев, это будет лучшим выбором, особенно, если достаточно новая видеокарта. Если важна стабильность системы, а не пара лишних "попугаев" в бенчмарках, желательно использовать драйвер последней финальной версии, а не бета. Кроме того, он должен иметь сертификат WHQL (Windows Hardware Quality Lab), который получают программные продукты, протестированные в специальной лаборатории Microsoft на предмет их совместимости с операционными системами Windows. Если возраст видеокарты достаточно солидный, и вы не игрок, то есть не особо нужен весь спектр ее 3D-функций, тогда вполне достаточно драйвера, установленного операционной системой. Вопрос: Что такое альтернативные драйверы?
Ответ: Альтернативные (или оптимизированные) драйверы для видеокарт на чипах AMD и NVIDIA (Omega, DNA, NGO), созданы независимыми разработчиками на базе референсных драйверов и, по их мнению, обеспечивают большую производительность, чем оригинальные. Но в большинстве случаев, выгоды от использования альтернативных драйверов нет - прирост производительности если и есть, то незначительный, зато проблем может появиться предостаточно. Широкое использование не до конца отлаженных бета-версий референсных драйверов, а также некоторых недокументированных настроек видеокарты зачастую приводит к появлению артефактов изображения, а также к общей нестабильности системы. Так что пользоваться альтернативными драйверами рекомендуется исключительно любителям приключений определенного рода. Вопрос: Как правильно установить драйвер?
Ответ: Перед установкой драйвера видеокарты, прежде всего, следует убедиться, что, во-первых, предыдущие версии драйвера удалены из системы и, во-вторых, установлены свежие версии различных сервисных пакетов (Service Pack 2 для Windows XP, DirectX, пакеты драйверов Intel Chipset Software Installation Utility, NVIDIA Drivers или VIA Hyperion Pro для материнских плат на чипсетах Intel, NVIDIA или VIA, соответственно). После этого следует обновить (через систему Windows Update) все апдейты системы безопасности и совместимости, и лишь затем можно приступать к установке драйвера видеокарты. Практически все современные драйверы являются самоустанавливающимися, поэтому проблем с их установкой не возникает даже у начинающих - следует лишь правильно отвечать на задаваемые вопросы. После установки драйверов следует перезагрузить компьютер, после чего процедуру установки драйверов можно считать законченной. Вопрос: Как корректно удалить старый драйвер?
Ответ: Корректное удаление драйвера видеокарты подразумевает полную очистку системы от любых его следов, что стандартному апплету Windows "Установка и удаление программ" не под силу. Ручная чистка реестра Windows очень трудоемкая и чревата опасностью безвозвратной гибели системы. Поэтому наилучшим выходом для начинающих будет использование специализированных утилит, специально разработанных для максимально корректного удаления драйверов из системы. Например, бесплатной программой Driver Cleaner Professional Edition.
Разгон видеокарт
- у вас noname-карта. Чаще всего такие карты комплектуются самыми дешевыми, подчас, низкокачественными элементами и чрезвычайно медленной памятью. Такие поделки и на штатных частотах работают с проблемами, что уж говорить о разгоне;
- у вас флагманская модель линейки, пусть даже и весьма уважаемого производителя. В этом случае, мы имеем другую крайность - все компоненты карты, без сомнения, самого высокого качества, однако они изначально работают на режимах, близких к предельным;
- Ваша видеокарта представляет собой урезанный вариант нормальной видеокарты (например, с уменьшенной со 128 бит до 64 бит шириной шины памяти). Хотя такие предельно упрощенные и относительно дешевые решения встречаются у многих, даже весьма приличных, производителей, помните, что издеваться над инвалидами - грешно.
Глоссарий 3D-терминов
Подробно растолковать смысл основных 3D-терминов, без знания которых невозможно серьезное знакомство с предметом обсуждения, поможет статья "Глоссарий современной 3D-терминологии".
Для этого нужно знать всего две вещи - ширину шины в битах и частоту памяти в мегагерцах. Память с шириной шины 128 бит может за один раз передавать 16 байт, так как один байт это восемь бит (128бит / 8 = 16 байт). Double Data Rate (DDR) память имеет в два раза большую эффективную частоту, так как за один такт она передаёт данные два раза.
Как посчитать максимальную скорость заполнения?
- Доступную ширину канала памяти (см. выше)
- Глубину пиксела (сколько бит - 16 или 32)
- Глубину Z буфера (16 или 32 бита)
- Глубину текселя
- Читает старое значение Z из Z-буфера
- Пишет новое значение в Z-буфер
- Считывает тексел(и)
- Пишет новый пиксел в Z-буфер
Учитывая это мы можем рассчитать скорость заполнения для заданной ширины канала памяти.
- 32 бита, 32-х битный Z-буфер, 32-х битная текстура = 16 байт на пиксел
- 16 бит, 32-х битный Z-буфер, 16-ти битная текстура = 12 байт на пиксел
- 32 бит, 16-ти битный Z-буфер, 16-ти битная текстура = 10 байт на пиксел
- 16 бит, 16-ти битный Z-буфер, 16-ти битная текстура = 8 байт на пиксел
- 16 бит, 16-ти битный Z-буфер без текстуры = 6 байт на пиксл
Вот несколько подсчётов:
- Максимальная скорость заполнения в полном 32-х битном режиме (16 байт на пиксел) - 166 мегапикселов в секунду
- Максимальная скорость заполнения в 16-ти битном режиме (8 байт на пиксел) - 332 мегапиксела в секунду
Получается, что TNT2 Ultra способна рендерить в 32-х битном режиме больше пикселей в секунду, нежели SDRAM версия GeForce. Примечание: конвейер TNT2 лимитирован порогом в 300 мегапикселов в секунду. Можно так же подсчитать, какой поток данных требуется обновления визуального ряда:
Ширина экрана в пикселах * высота экрана * байт на пиксел * частоту регенерации
Примечание: байт на пиксел = 2 для 16-ти битного буфера кадров и 4 для 32-х битного.
Пример - 1600x1200*4*75Hz=576Мб в секунду, так что получается 20% теоретической скорости заполнения TNT2 Ultra, а значит на 20% уменьшается теоретическая скорость заполнения. Другим случаем является использование памяти в случае мультитекстурирования. Насколько ещё одна текстура опускает скорость заполнения в большой степени зависит от приложения, фактора увеличения текстуры, ориентации и др. Короче, если не вникать в детали, то шаблоны тоже отнимают часть канала памяти. Я это писал просто, чтобы показать как 3D акселераторы используют память, а не для того, чтобы рассуждать о разных типах памяти. Это просто математика.
Руководство покупателя игровой видеокарты
Современные графические процессоры содержат множество функциональных блоков, от количества и характеристик которых зависит и итоговая скорость рендеринга, влияющая на комфортность игры. По сравнительному количеству этих блоков в разных видеочипах можно примерно оценить, насколько быстр тот или иной GPU. Характеристик у видеочипов довольно много, в этом разделе мы рассмотрим лишь самые важные из них.
Тактовая частота видеочипа
Рабочая частота GPU обычно измеряется в мегагерцах, т. е. миллионах тактов в секунду. Эта характеристика прямо влияет на производительность видеочипа — чем она выше, тем больший объем работы GPU может выполнить в единицу времени, обработать большее количество вершин и пикселей. Пример из реальной жизни: частота видеочипа, установленного на плате Radeon HD 6670 равна 840 МГц, а точно такой же чип в модели Radeon HD 6570 работает на частоте в 650 МГц. Соответственно будут отличаться и все основные характеристики производительности. Но далеко не только рабочая частота чипа определяет производительность, на его скорость сильно влияет и сама графическая архитектура: устройство и количество исполнительных блоков, их характеристики и т. п.
В некоторых случаях тактовая частота отдельных блоков GPU отличается от частоты работы остального чипа. То есть, разные части GPU работают на разных частотах, и сделано это для увеличения эффективности, ведь некоторые блоки способны работать на повышенных частотах, а другие — нет. Такими GPU комплектуется большинство видеокарт GeForce от NVIDIA. Из свежих примеров приведём видеочип в модели GTX 580, большая часть которого работает на частоте 772 МГц, а универсальные вычислительные блоки чипа имеют повышенную вдвое частоту — 1544 МГц.
Скорость заполнения (филлрейт)
Скорость заполнения показывает, с какой скоростью видеочип способен отрисовывать пиксели. Различают два типа филлрейта: пиксельный (pixel fill rate) и текстурный (texel rate). Пиксельная скорость заполнения показывает скорость отрисовки пикселей на экране и зависит от рабочей частоты и количества блоков ROP (блоков операций растеризации и блендинга), а текстурная — это скорость выборки текстурных данных, которая зависит от частоты работы и количества текстурных блоков.
Например, пиковый пиксельный филлрейт у GeForce GTX 560 Ti равен 822 (частота чипа) × 32 (количество блоков ROP) = 26304 мегапикселей в секунду, а текстурный — 822 × 64 (кол-во блоков текстурирования) = 52608 мегатекселей/с. Упрощённо дело обстоит так — чем больше первое число — тем быстрее видеокарта может отрисовывать готовые пиксели, а чем больше второе — тем быстрее производится выборка текстурных данных.
Хотя важность "чистого" филлрейта в последнее время заметно снизилась, уступив скорости вычислений, эти параметры всё ещё остаются весьма важными, особенно для игр с несложной геометрией и сравнительно простыми пиксельными и вершинными вычислениями. Так что оба параметра остаются важными и для современных игр, но они должны быть сбалансированы. Поэтому количество блоков ROP в современных видеочипах обычно меньше количества текстурных блоков.
Количество вычислительных (шейдерных) блоков или процессоров
Пожалуй, сейчас эти блоки — главные части видеочипа. Они выполняют специальные программы, известные как шейдеры. Причём, если раньше пиксельные шейдеры выполняли блоки пиксельных шейдеров, а вершинные — вершинные блоки, то с некоторого времени графические архитектуры были унифицированы, и эти универсальные вычислительные блоки стали заниматься различными расчётами: вершинными, пиксельными, геометрическими и даже универсальными вычислениями.
Впервые унифицированная архитектура была применена в видеочипе игровой консоли Microsoft Xbox 360, этот графический процессор был разработан компанией ATI (впоследствии купленной AMD). А в видеочипах для персональных компьютеров унифицированные шейдерные блоки появились ещё в плате NVIDIA GeForce 8800. И с тех пор все новые видеочипы основаны на унифицированной архитектуре, которая имеет универсальный код для разных шейдерных программ (вершинных, пиксельных, геометрических и пр.), и соответствующие унифицированные процессоры могут выполнить любые программы.
По числу вычислительных блоков и их частоте можно сравнивать математическую производительность разных видеокарт. Большая часть игр сейчас ограничена производительностью исполнения пиксельных шейдеров, поэтому количество этих блоков весьма важно. К примеру, если одна модель видеокарты основана на GPU с 384 вычислительными процессорами в его составе, а другая из той же линейки имеет GPU с 192 вычислительными блоками, то при равной частоте вторая будет вдвое медленнее обрабатывать любой тип шейдеров, и в целом будет настолько же производительнее.
Хотя, исключительно на основании одного лишь количества вычислительных блоков делать однозначные выводы о производительности нельзя, обязательно нужно учесть и тактовую частоту и разную архитектуру блоков разных поколений и производителей чипов. Только по этим цифрам можно сравнивать чипы только в пределах одной линейки одного производителя: AMD или NVIDIA. В других же случаях нужно обращать внимание на тесты производительности в интересующих играх или приложениях.
Блоки текстурирования (TMU)
Эти блоки GPU работают совместно с вычислительными процессорами, ими осуществляется выборка и фильтрация текстурных и прочих данных, необходимых для построения сцены и универсальных вычислений. Число текстурных блоков в видеочипе определяет текстурную производительность — то есть скорость выборки текселей из текстур.
Хотя в последнее время больший упор делается на математические расчеты, а часть текстур заменяется процедурными, нагрузка на блоки TMU и сейчас довольно велика, так как кроме основных текстур, выборки необходимо делать и из карт нормалей и смещений, а также внеэкранных буферов рендеринга render target.
С учётом упора многих игр в том числе и в производительность блоков текстурирования, можно сказать, что количество блоков TMU и соответствующая высокая текстурная производительность также являются одними из важнейших параметров для видеочипов. Особенное влияние этот параметр оказывает на скорость рендеринга картинки при использовании анизотропной фильтрации, требующие дополнительных текстурных выборок, а также при сложных алгоритмах мягких теней и новомодных алгоритмах вроде Screen Space Ambient Occlusion.
Блоки операций растеризации (ROP)
Блоки растеризации осуществляют операции записи рассчитанных видеокартой пикселей в буферы и операции их смешивания (блендинга). Как мы уже отмечали выше, производительность блоков ROP влияет на филлрейт и это — одна из основных характеристик видеокарт всех времён. И хотя в последнее время её значение также несколько снизилось, всё ещё попадаются случаи, когда производительность приложений зависит от скорости и количества блоков ROP. Чаще всего это объясняется активным использованием фильтров постобработки и включенным антиалиасингом при высоких игровых настройках.
Ещё раз отметим, что современные видеочипы нельзя оценивать только числом разнообразных блоков и их частотой. Каждая серия GPU использует новую архитектуру, в которой исполнительные блоки сильно отличаются от старых, да и соотношение количества разных блоков может отличаться. Так, блоки ROP компании AMD в некоторых решениях могут выполнять за такт больше работы, чем блоки в решениях NVIDIA, и наоборот. То же самое касается и способностей текстурных блоков TMU — они разные в разных поколениях GPU разных производителей, и это нужно учитывать при сравнении.
Вплоть до последнего времени, количество блоков обработки геометрии было не особенно важным. Одного блока на GPU хватало для большинства задач, так как геометрия в играх была довольно простой и основным упором производительности были математические вычисления. Важность параллельной обработки геометрии и количества соответствующих блоков резко выросли при появлении в DirectX 11 поддержки тесселяции геометрии. Компания NVIDIA первой распараллелила обработку геометрических данных, когда в её чипах семейства GF1xx появилось по несколько соответстующих блоков. Затем, похожее решение выпустила и AMD (только в топовых решениях линейки Radeon HD 6700 на базе чипов Cayman).
В рамках этого материала мы не будем вдаваться в подробности, их можно прочитать в базовых материалах нашего сайта, посвященных DirectX 11-совместимым графическим процессорам. В данном случае для нас важно то, что количество блоков обработки геометрии очень сильно влияет на общую производительность в самых новых играх, использующих тесселяцию, вроде Metro 2033, HAWX 2 и Crysis 2 (с последними патчами). И при выборе современной игровой видеокарты очень важно обращать внимание и на геометрическую производительность.
Собственная память используется видеочипами для хранения необходимых данных: текстур, вершин, данных буферов и т. п. Казалось бы, что чем её больше — тем всегда лучше. Но не всё так просто, оценка мощности видеокарты по объему видеопамяти — это наиболее распространенная ошибка! Значение объёма видеопамяти неопытные пользователи переоценивают чаще всего, до сих пор используя именно его для сравнения разных моделей видеокарт. Оно и понятно — этот параметр указывается в списках характеристик готовых систем одним из первых, да и на коробках видеокарт его пишут крупным шрифтом. Поэтому неискушённому покупателю кажется, что раз памяти в два раза больше, то и скорость у такого решения должна быть в два раза выше. Реальность же от этого мифа отличается тем, что память бывает разных типов и характеристик, а рост производительности растёт лишь до определенного объёма, а после его достижения попросту останавливается.
Так, в каждой игре и при определённых настройках и игровых сценах есть некий объём видеопамяти, которого хватит для всех данных. И хоть ты 4 ГБ видеопамяти туда поставь — у неё не появится причин для ускорения рендеринга, скорость будут ограничивать исполнительные блоки, о которых речь шла выше, а памяти просто будет достаточно. Именно поэтому во многих случаях видеокарта с 1,5 ГБ видеопамяти работает с той же скоростью, что и карта с 3 ГБ (при прочих равных условиях).
Ситуации, когда больший объём памяти приводит к видимому увеличению производительности, существуют — это очень требовательные игры, особенно в сверхвысоких разрешениях и при максимальных настройках качества. Но такие случаи встречаются не всегда и объём памяти учитывать нужно, не забывая о том, что выше определённого объема производительность просто уже не вырастет. Есть у чипов памяти и более важные параметры, такие как ширина шины памяти и её рабочая частота. Эта тема настолько обширна, что подробнее о выборе объёма видеопамяти мы ещё остановимся в шестой части нашего материала.
Ширина шины памяти
Современные игровые видеокарты используют разную ширину шины: от 64 до 384 бит (ранее были чипы и с 512-битной шиной), в зависимости от ценового диапазона и времени выпуска конкретной модели GPU. Для самых дешёвых видеокарт уровня low-end чаще всего используется 64 и реже 128 бит, для среднего уровня от 128 до 256 бит, ну а видеокарты из верхнего ценового диапазона используют шины от 256 до 384 бит шириной. Ширина шины уже не может расти чисто из-за физических ограничений — размер кристалла GPU недостаточен для разводки более чем 512-битной шины, и это обходится слишком дорого. Поэтому наращивание ПСП сейчас осуществляется при помощи использования новых типов памяти (см. далее).
На современные видеокарты устанавливается сразу несколько различных типов памяти. Старую SDR-память с одинарной скоростью передачи уже нигде не встретишь, но и современные типы памяти DDR и GDDR имеют значительно отличающиеся характеристики. Различные типы DDR и GDDR позволяют передавать в два или четыре раза большее количество данных на той же тактовой частоте за единицу времени, и поэтому цифру рабочей частоты зачастую указывают удвоенной или учетверённой, умножая на 2 или 4. Так, если для DDR-памяти указана частота 1400 МГц, то эта память работает на физической частоте в 700 МГц, но указывают так называемую «эффективную» частоту, то есть ту, на которой должна работать SDR-память, чтобы обеспечить такую же пропускную способность. То же самое с GDDR5, но частоту тут даже учетверяют.
Основное преимущество новых типов памяти заключается в возможности работы на больших тактовых частотах, а соответственно — в увеличении пропускной способности по сравнению с предыдущими технологиями. Это достигается за счет увеличенных задержек, которые, впрочем, не так важны для видеокарт. Первой платой, использующей память DDR2, стала NVIDIA GeForce FX 5800 Ultra. С тех пор технологии графической памяти значительно продвинулись, был разработан стандарт GDDR3, который близок к спецификациям DDR2, с некоторыми изменениями специально для видеокарт.
GDDR3 — это специально предназначенная для видеокарт память, с теми же технологиями, что и DDR2, но с улучшенными характеристиками потребления и тепловыделения, что позволило создать микросхемы, работающие на более высоких тактовых частотах. Несмотря на то, что стандарт был разработан в компании ATI, первой видеокартой, её использующей, стала вторая модификация NVIDIA GeForce FX 5700 Ultra, а следующей стала GeForce 6800 Ultra.
GDDR4 — это дальнейшее развитие «графической» памяти, работающее почти в два раза быстрее, чем GDDR3. Основными отличиями GDDR4 от GDDR3, существенными для пользователей, являются в очередной раз повышенные рабочие частоты и сниженное энергопотребление. Технически, память GDDR4 не сильно отличается от GDDR3, это дальнейшее развитие тех же идей. Первыми видеокартами с чипами GDDR4 на борту стали ATI Radeon X1950 XTX, а у компании NVIDIA продукты на базе этого типа памяти не выходили вовсе. Преимущества новых микросхем памяти перед GDDR3 в том, что энергопотребление модулей может быть примерно на треть ниже. Это достигается за счет более низкого номинального напряжения для GDDR4.
Впрочем, GDDR4 не получила широкого распространения даже в решениях AMD. Начиная с GPU семейства RV7x0, контроллерами памяти видеокарт поддерживается новый тип памяти GDDR5, работающий на эффективной учетверённой частоте до 5,5 ГГц и выше (теоретически возможны частоты до 7 ГГц), что даёт пропускную способность до 176 ГБ/с с применением 256-битного интерфейса. Если для повышения ПСП у памяти GDDR3/GDDR4 приходилось использовать 512-битную шину, то переход на использование GDDR5 позволил увеличить производительность вдвое при меньших размерах кристаллов и меньшем потреблении энергии.
Видеопамять самых современных типов — это GDDR3 и GDDR5, она отличается от DDR некоторыми деталями и также работает с удвоенной/учетверённой передачей данных. В этих типах памяти применяются некоторые специальные технологии, позволяющие поднять частоту работы. Так, память GDDR2 обычно работает на более высоких частотах по сравнению с DDR, GDDR3 — на еще более высоких, а GDDR5 обеспечивает максимальную частоту и пропускную способность на данный момент. Но на недорогие модели до сих пор ставят «неграфическую» память DDR3 со значительно меньшей частотой, поэтому нужно выбирать видеокарту внимательнее.
Думаю, для большинства пользователей это уже не секрет, но все-таки мы рассмотрим, и вникнемся за что отвечают те или иные блоки и сами гигабайты.
- Ширина шины памяти , измеряется в битах — количество бит информации, передаваемой за такт. Важный параметр в производительности карты.
- объём видеопамяти , измеряется в мегабайтах — объём собственной оперативной памяти видеокарты. Больший объём далеко не всегда означает большую производительность.
- частоты ядра и памяти — измеряются в мегагерцах, чем больше, тем быстрее видеокарта будет обрабатывать информацию.
- текстурнаяипиксельнаяскорость заполнения , измеряется в млн. пикселей в секунду, показывает количество выводимой информации в единицу времени.
- Количество вычислительных (шейдерных) блоков или процессоров
- Блоки текстурирования (TMU)
- Блоки операций растеризации (ROP)
- И пожалуй тип памяти (GDDR-X или HBM-X)
- Количество вычислительных (шейдерных) блоков или процессоров
Пожалуй, сейчас эти блоки — главные части видеочипа. Они выполняют специальные программы, известные как шейдеры. Причём, если раньше пиксельные шейдеры выполняли блоки пиксельных шейдеров, а вершинные — вершинные блоки, то с некоторого времени графические архитектуры были унифицированы, и эти универсальные вычислительные блоки стали заниматься различными расчётами: вершинными, пиксельными, геометрическими и даже универсальными вычислениями.
Впервые унифицированная архитектура была применена в видеочипе игровой консоли Microsoft Xbox 360 , этот графический процессор был разработан компанией ATI (впоследствии купленной AMD ). А в видеочипах для персональных компьютеров унифицированные шейдерные блоки появились ещё в плате NVIDIA GeForce 8800 . И с тех пор все новые видеочипы основаны на унифицированной архитектуре, которая имеет универсальный код для разных шейдерных программ (вершинных, пиксельных, геометрических и пр.), и соответствующие унифицированные процессоры могут выполнить любые программы.
По числу вычислительных блоков и их частоте можно сравнивать математическую производительность разных видеокарт. Большая часть игр сейчас ограничена производительностью исполнения пиксельных шейдеров, поэтому количество этих блоков весьма важно. К примеру, если одна модель видеокарты основана на GPU с 384 вычислительными процессорами в его составе, а другая из той же линейки имеет GPU с 192 вычислительными блоками, то при равной частоте вторая будет вдвое медленнее обрабатывать любой тип шейдеров, и в целом будет настолько же производительнее.
Эти блоки GPU работают совместно с вычислительными процессорами, ими осуществляется выборка и фильтрация текстурных и прочих данных, необходимых для построения сцены и универсальных вычислений. Число текстурных блоков в видеочипе определяет текстурную производительность — то есть скорость выборки текселей из текстур.
Хотя в последнее время больший упор делается на математические расчеты, а часть текстур заменяется процедурными, нагрузка на блоки TMU и сейчас довольно велика, так как кроме основных текстур, выборки необходимо делать и из карт нормалей и смещений, а также внеэкранных буферов рендеринга render target.
С учётом упора многих игр в том числе и в производительность блоков текстурирования, можно сказать, что количество блоков TMU и соответствующая высокая текстурная производительность также являются одними из важнейших параметров для видеочипов. Особенное влияние этот параметр оказывает на скорость рендеринга картинки при использовании анизотропной фильтрации, требующие дополнительных текстурных выборок, а также при сложных алгоритмах мягких теней и новомодных алгоритмах вроде Screen Space Ambient Occlusion.
Блоки растеризации осуществляют операции записи рассчитанных видеокартой пикселей в буферы и операции их смешивания (блендинга). Как мы уже отмечали выше, производительность блоков ROP влияет на филлрейт и это — одна из основных характеристик видеокарт всех времён. И хотя в последнее время её значение также несколько снизилось, всё ещё попадаются случаи, когда производительность приложений зависит от скорости и количества блоков ROP. Чаще всего это объясняется активным использованием фильтров постобработки и включенным антиалиасингом при высоких игровых настройках.
В бюджетных видеокартах в основном стоит GDDR3 , но и бывает GDDR5 , соответственно лучше GDDR5 , но в наше время, лучший тип памяти это - GDDR6 или HBM2 (пока слишком дорогая).
Это пусть и не самый главный, но далеко не маловажный аспект в видеопамяти, благодаря охлаждению, будут более приемлемые температуры и более низкий уровень шума. Что сделает видеокарту, более приятной и не сбрасывающей вольтаж/частоты, соответственно подарит ей более стабильную и долгую работу.
Ну и не забываем про тип подключения основной - PCI-Express х16 3.0 пока что, но уже у AMD есть PCI-Express х16 4.0 и к примеру для RX 5500 XT этот параметр важен, видеокарта становится производительнее до 40% , но это особенность видеокарты, ведь дорожек у нее не ( х16 ), а всего ( х8 ).
Вывод таков, всегда выбирайте те или иные видеокарты с умом, и желательно предварительно просматривать тесты в играх, которые необходимы, или можете захватить сразу все, чтобы было видно результат "на лицо".
Читайте также: